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高脂肪食摂取後精神的ストレス：高フラバノール食品は末梢血管機能を保護、ただ脳血管には効果が小さい

Makisey



Baynham, Rosalind, Jet J. C. S. Veldhuijzen Van ZantenとCatarina Rendeiro. 「Cocoa Flavanols Rescue Stress-Induced Declines in Endothelial Function after a High-Fat Meal, but Do Not Affect Cerebral Oxygenation during Stress in Young, Healthy Adults」. Food & Function, 2024年, 10.1039.D4FO03834G. https://doi.org/10.1039/D4FO03834G.

ストレスの多い時期における食事選択はしばしば悪化し、これが血管の健康に対するストレスの影響を増幅する可能性がある。例えば、脂肪の摂取は精神的ストレス後の血管内皮機能の回復を妨げる一方、フラバノールはその回復を促進することが示されている。本研究は、ランダム化、対平衡設計、二重盲検、クロスオーバーの食後介入試験として実施され、脂肪と一緒に摂取したフラバノールが、ストレスにより誘発される血管内皮機能障害に対する脂肪の悪影響を軽減できるかを検討した。23名の健康な若年男女が、高脂肪食（脂肪56.5g）と共に高フラバノール（150mgの（−）-エピカテキン）または低フラバノール（（−）-エピカテキン6mg未満）のココアを摂取し、その1.5時間後に8分間の精神的ストレスタスクを実施した。主要な評価項目である上腕動脈の血流依存性拡張反応（FMD）は、介入前のベースラインとストレス後30分および90分に評価された。前頭前皮質の酸素化は、食後安静時およびストレス中に評価された。また、前腕血流（FBF）、血圧（BP）、心血管活動、総頸動脈（CCA）の直径と血流、および気分もストレス前、ストレス中、およびストレス後に評価された。低フラバノールココアでは、ストレス後30分および90分にFMDが低下した。一方、高フラバノールココアは30分でFMDの低下を緩和し、90分ではFMDを改善した。精神的ストレスは、両条件において皮質酸素化、FBF、BP、心血管活動の同様の増加と気分の乱れを引き起こした。CCAの直径はストレス後に増加し、逆行性血流は減少したが、両条件間に差はなかった。まとめると、フラバノールは、ストレス下での脂肪摂取による血管内皮機能の低下を緩和できるが、脳酸素化には影響を与えない。本研究結果は、ストレスから血管を保護するためのフラバノール豊富な食事選択の重要性を示唆するものである。



序文要約

  • ストレスの増加

    • 17.1百万日が昨年度に仕事関連ストレスで失われた。

    • 現在、18～25歳の若年成人が最も大きな不安の増加を経験している。

    • 急性精神的ストレスは心筋梗塞や突然死、脳卒中の引き金となる可能性がある。

  • 血管機能への影響

    • ストレスは血管内皮機能（FMD）を一時的に低下させ、心血管疾患（CVD）のリスクを増加させる。

    • 精神的ストレスはCRH、コルチゾール、炎症性サイトカイン、酸化ストレスマーカーを増加させ、NOの生物学的利用可能性を低下させる。

  • ストレスと食行動の関係

    • 若年成人はストレス下で不健康な食事（高脂肪食品など）を摂りがちで、果物や野菜の摂取量が減少する。

    • 不健康な食行動は体重増加や肥満につながり、CVDリスクを増大させる。

    • ストレス下では脂肪酸化が減少し、体重増加が加速する。

  • ストレスと高脂肪食品の影響

    • 高脂肪食品の摂取はストレス後のFMDの回復を妨げ、前頭前皮質の酸素化を低下させる。

    • 脂肪摂取とストレスはET-1や酸化ストレス、炎症マーカーを刺激し、NOを減少させる。

  • フラバノールの保護効果

    • フラバノールが豊富な食品（ココアなど）は、ストレス下での血管内皮機能低下を軽減する可能性がある。

    • ココアフラバノールはFMDを改善し、脳酸素化応答を高めることが示されている。

  • 研究の目的

    • 高脂肪食と一緒に摂取した高フラバノールココア（HFC）が、ストレスによるFMD低下を軽減できるかを検討。

    • HFCが脂肪摂取後のストレス下で前頭前皮質の酸素化を回復させるかを調査。

    • 仮説：HFCはストレスによるFMD低下を軽減し、脳酸素化を改善する。

方法：

研究方法の要約

2.1 被験者

  • 被験者：23名（男性11名、女性12名）、18～45歳。

  • 除外基準：喫煙者、週21単位以上の飲酒者、急性疾患/感染症、心血管・呼吸器・代謝・肝臓・炎症性疾患、血液凝固異常、アレルギーや食事制限、体重減少を目的とした食事制限、長期薬物治療、直近3ヶ月以内の抗生物質使用。

  • 倫理審査：バーミンガム大学倫理委員会の承認済み。書面によるインフォームドコンセントを取得。

2.2 研究デザイン

  • ランダム化、対平衡、二重盲検、クロスオーバー、食後介入試験。

  • 被験者は2回のセッションに参加（男性は1週間以上、女性は1ヶ月の間隔）。女性は生理周期の初期（1～5日目）で統一。

  • 前日から以下を禁止：食事（12時間前まで）、アルコール・カフェイン・フラバノール豊富な食品（24時間前まで）、激しい運動。

  • 各セッションは午前8時開始、約5時間実施。

  • 評価項目：気分、日常的な食事摂取量（訪問1回目のみ）、血管機能（FMD、CCA血流）、前腕血流、心血管活動、前頭前皮質酸素化。

2.3 日常的な食事摂取量

  • ヨーロッパの食事頻度質問票（EPIC Norfolk FFQ）を用いて評価。

  • 栄養素データをFETAソフトウェアで計算。フラバノール摂取量もFLAVIOLA食品成分データベースを用いて算出。

2.4 高脂肪食（HFM）

  • メニュー：クロワッサン2個（バター付）、チェダーチーズ1.5枚、全乳250 ml。

  • 栄養素：脂肪56.5 g、飽和脂肪35.1 g、エネルギー891 kcal。

2.5 高フラバノール・低フラバノール介入

  • 高フラバノールココア（HFC）：12 gココア粉末（150 mgエピカテキン、695 mg総フラバノール）。

  • 低フラバノールココア（LFC）：12 gココア粉末（<6 mgエピカテキン、5.6 mg総フラバノール）。

  • 両介入は栄養素、食感、味を一致させ、二重盲検を実施。

2.6 精神的ストレスタスク

  • 「Paced-Auditory-Serial-Addition-Task（PASAT）」を用いて、計算、競争、社会的評価要素を含むストレス誘発タスクを実施。

  • ストレスタスク後に気分とストレスレベルを評価（7段階スケール）。

2.7 気分評価

  • ポジティブ/ネガティブな感情（活性化・非活性化）やエネルギー/疲労感を5段階スケールで評価。

2.8 心血管活動

  • 心電図（ECG）、指尖血圧計（Finometer）で心拍数、血圧、心拍変動（HRV）を測定。

2.9 前腕血流（FBF）

  • 静脈閉鎖体積変化法を使用し、1分間の腕周囲径の変化を測定。

2.10 前頭前皮質酸素化

  • NIRSを用いて酸素化状態とヘモグロビン量を評価。

2.11 血流依存性拡張反応（FMD）

  • 上腕動脈の直径と血流速度を超音波で測定し、血管内皮機能を評価。

2.12 総頸動脈（CCA）の直径と血流

  • 超音波を用いてCCAの直径と血流を測定。

2.13 統計分析

  • 繰り返し測定分散分析（ANOVA）と線形混合モデルを用いてデータ解析。

  • 有意水準：α < 0.05。

  • 標本数：フラバノール介入のFMDへの効果を検出するために11名、脳酸素化効果を検出するために18名で十分と推定。


結果

3.1 被験者特性

  • 平均年齢：19～35歳、BMIは健康範囲。

  • 人種構成：白人ヨーロッパ系20名、アジア系1名、黒人アフリカ系2名。

  • 介入前のFMD、FBF、HR、BP、上腕およびCCAの直径は両条件間で有意差なし。

3.2 日常的な食事摂取量

  • 平均脂肪摂取量：66.76 g（43.48%が推奨値超過）、飽和脂肪摂取量：25.18 g（47.83%が推奨値超過）。

  • 果物・野菜の平均摂取量：4.76ポーション/日（65%が5ポーション未満）。

  • 食物繊維摂取量：全員が推奨値未満。

  • 糖分摂取量：全員が推奨値超過。

3.3 精神的ストレスタスク評価

  • PASATスコアやタスクの難易度・ストレス感・競争性・楽しさについて、HFCとLFC間に有意差なし。

3.4 気分評価

  • ストレス後に幸福感、穏やかさ、陽気さが低下し（p < 0.001）、ストレス、緊張、怒りが増加（p < 0.001）。

  • ストレス後30分および90分で、穏やかさが回復。

  • 疲労感とエネルギーはストレス後30分および90分で変化。

3.5 心血管活動

  • 心拍数（HR）、RPI、HRV、収縮期血圧（SBP）、拡張期血圧（DBP）は、ストレス中に有意に変化（p < 0.001）。

  • 両条件間に有意差なし。

3.6 前腕血流（FBF）

  • ストレス中、FBFおよび血管伝導率（FVC）は有意に増加（p < 0.001）。

  • 条件間で有意差なし。

3.7 脳酸素化

  • ストレス中、左および右前頭前皮質（PFC）の酸素化指数（TOI）が有意に増加（p < 0.001）。

  • HFC条件で左nTHIが有意に高かったが、LFC条件では差なし。

3.8 血流依存性拡張反応（FMD）

  • HFC条件ではストレス後90分でFMDが有意に改善（p < 0.001）。

  • LFC条件ではストレス後30分と90分でFMDが有意に低下（p < 0.05）。

3.9 総頸動脈（CCA）の血流

  • CCA直径はストレス後30分および90分で有意に拡大（p < 0.001）。

  • 逆行性血流はストレス後30分および90分で有意に減少（p < 0.001）。

  • 両条件間に有意差なし。

Discussion

研究の目的と主要な結果

  • ココアフラバノールが高脂肪食摂取後の精神的ストレス時に血管内皮機能を保護し、脳酸素化を改善できるかを調査。

  • 血管内皮機能：高フラバノールココア（HFC）は低フラバノールココア（LFC）に比べ、ストレス後30分および90分でのFMD低下を軽減し、90分後にはFMDを改善。

  • 脳酸素化：HFC摂取はストレス中の前頭前皮質（PFC）の酸素化に改善効果を示さなかった。

  • 血流変化：ストレス後、上腕動脈の逆行性血流は増加し、頸動脈の逆行性血流は減少。これらはフラバノール介入の影響を受けなかった。

メカニズムと臨床的意義

  • FMD改善の主因は、一酸化窒素（NO）の増加や内皮NO合成酵素の活性化によると考えられる。

  • フラバノールは、エンドセリン-1（ET-1）やIL-6の減少、酸化ストレスの軽減にも寄与。

  • 1%のFMD低下は将来の心血管イベントリスクを9–13%増加させることから、フラバノールの効果は臨床的に重要。

ストレスと血管反応

  • ストレスはHR、HRV、BP、FBFを変化させるが、これらはフラバノール摂取による影響を受けなかった。

  • ストレス後、最大のFMD低下に対応して逆行性血流が増加。これにより、ET-1や接着分子の発現、ROSの増加、NOの減少が引き起こされる可能性。

PFC酸素化に関する考察

  • HFCはストレス中の脳酸素化を改善しなかったが、これは脂肪摂取によるフラバノールの吸収遅延や脳血流の厳密な制御による可能性。

  • 脳への効果は末梢血管よりも小さいと推測。

食事とフラバノールの影響

  • フラバノール摂取は日常的な高脂肪食品の選択によるストレスと脂肪の相乗的な負の影響を軽減。

  • 経済的・社会的背景が異なる集団（低所得層、喫煙者など）での研究が今後必要。

限界と今後の課題

  • 高脂肪食は参加者の代謝率に合わせて調整されていない。

  • フラバノールの長期的な代謝物や腸内細菌の役割を調査する必要。

  • サンプルサイズは中程度であり、特に脳酸素化効果を検出するために今後はより大規模な研究が必要。

結論

  • 高脂肪食摂取後の精神的ストレスにおいて、高フラバノール食品は末梢血管機能を保護するが、脳血管には効果が小さい可能性。




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